一种基于耳机的智能健身指导系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种基于耳机的智能健身指导系统及方法，属于智能耳机技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着生活水平的提高，人们的保健意识不断增强，健身运动渐成时尚，越来越多的 人投入到W体育锻炼为主要形式的健身运动中去。值得注意的是，不恰当的健身方式和强 度不仅不会提高身体素质，反而会损害人体健康，因此科学有效的健身指导尤为重要。科学 有效的健身指导应具有实时性、针对性、指导性、反馈有效性等特点。其中，实时性即用户数 据的变化与记录保持一致，用户获取到的指导信息是即时的；针对性即用户获取到的指导 信息是针对个人的、具有个性化的；指导性即用户获取到的指导信息是科学有效的、具有指 导意义的；反馈有效性即用户获取到指导信息的方式是容易被注意到的、便捷的，指导信息 的内容是易于被接受的。目前，真人健身教练资源稀缺且价格昂贵，因此越来越多的人开始 使用智能的健身指导系统达到健身指导的目的。
[0003] 如今已经提出了不少关于健身指导的系统、方法W及应用。
[0004] 部分智能健身教练系统绑定在健身器械上，通过传感器测量用户的基本身体信 息，然后经过计算和分析给出健身方案的建议，并通过显示屏播放示范视频。该系统能在健 身方案制定和健身示范方面给予一定的指导，但是只能针对特定健身器械，作用单一成本 较高，且在运动过程中没有针对实时用户状况的健身指导。 阳0化]在申请号为201110282664. 8的发明专利申请中披露了一种能够感测运动状态并W语音进行播报的运动状态的语音提示系统及其方法，通过感测运动状态并分析产生提示 文件，并通过语音引擎将提示文件的文字内容转换成提示语音W进行播放，用户不需停下 当前运动、查看设备就可通过语音播报捕获到自己的运动状态信息。该系统具有实时性和 针对性且使用了有效的语音反馈，然而，未能满足指导性要求，即系统只是给出了运动状态 信息，没有给出任何建设性的健身指导。
[0006] 随着智能手机的感知、计算、通信能力进一步提高，健身类应用软件也越来越多， 如咕咚运动、化keTraining、RunKe巧er等，该类应用软件均可通过传感器数据的采集和 分析有效记录用户的运动情况，但在用户反馈方面普遍使用手机屏幕来进行用户提示，用 户为了获取到反馈信息需要专口拿出手机进行查看，虽然部分应用使用了语音提示功能， 但仅限于事先设定好的提示内容和简单提示规则，如运动达到设定时长或路程时给予运动 阶段提示，指导性不强。
[0007] 因此，上述智能健身指导系统的解决方案与提供科学有效的健身指导的要求仍存 在较大的差距，主要体现在反馈信息缺乏指导性、实时性不强、反馈效果不佳等方面。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种基于耳机的智能健身指导系统及 方法，解决了现有系统存在的数据处理和反馈不及时，反馈效果不佳的问题，重点地解决了 智能的指导建议匿乏的问题。
[0009] 一种基于耳机的智能健身指导系统，包括手机端、耳机端、手机端和耳机端的连接 线；
[0010] 手机端包括智能手机、手机内置传感器组、控制中屯、和健身专家系统；
[0011] 手机内置传感器组内置在智能手机中，手机内置传感器组采集用户自身或所处环 境相关的数据，数据输出至控制中屯、，通过控制模块存储到存储模块；
[0012] 控制中屯、包含存储模块、语音分析模块、语音合成模块和控制模块；
[0013] 控制模块接收耳机端或手机内置传感器组的传感器数据后，保存至存储模块，存 储模块存储耳机端所采集到的传感器数据、手机内置传感器组的数据、用户的个人信息和 系统设置；
[0014] 语音分析模块将用户的语音指令转换成相应文本信息；
[0015] 控制模块实时调用健身专家系统进行用户健身状况的决策分析，然后接收语音合 成模块传回的语音反馈结果，中断用户的语音播放，并将该语音反馈结果传输至耳机端，最 后恢复用户的语音播放；另外，控制模块分析输入的语音信号，若检测出该信号为用户发出 的语音指令，则调用语音分析模块分析指令内容，并进行相应的操作；
[0016] 控制模块接收用户输入的课件，并将其传入到健身专家系统中，经过知识获取后 成为知识库中的知识；
[0017] 健身专家系统接收控制模块的控制信号，根据控制信号W及存储模块中已存储的 传感器信息、用户个人信息进行综合的决策分析，然后将包含运动分析结果和健身建议的 反馈文本信息传输至语音合成模块；
[0018] 耳机端包括音频输出模块、音频采集模块、耳机控制模块、传感器组、临时存储模 块、传感器数据采集装置控制模块；
[0019] 音频输出模块、耳机控制模块位于耳机中，音频采集模块位于麦克风中，传感器 组、临时存储模块、传感器数据采集装置控制模块位于传感器数据采集装置中；
[0020] 音频输出模块，将反馈音频信号W语音形式反馈给用户，语音输出通过耳机实 现；
[0021] 音频采集模块采集声音信息，包括用户自身或环境相关的语音信息W及用户的语 首指令；
[0022] 耳机控制模块控制耳机信号和麦克风信号传输，音频信号经耳机控制模块传输至 音频输出模块，音频采集模块采集到的语音数据经耳机控制模块传送至传感器采集装置； 传感器采集装置采集用户自身或所处环境相关的数据；传感器组采集到数据后实时传输到 临时存储模块进行存储；临时存储模块实现传感器原始数据的临时存储功能，该模块为一 个缓冲区，新采集到的传感器数据临时存入，等待数据上传完毕即从缓冲区里删除；传感器 数据采集装置控制模块接收手机端的音频信号和控制信号，接收麦克风的音频信号，并传 输音频信号到耳机；传感器数据采集装置控制模块向传感器组发送控制信号，接收临时存 储模块的传感器数据，向临时存储模块发送清除数据的命令；传感器数据采集装置控制模 块将传感器数据实时传输到手机端，传感器数据包括传感器组采集到的数据和麦克风采集 到的语音信号；
[0023] 手机端和耳机端的通过连接线进行连接。
[0024] 一种基于耳机的智能健身指导系统的智能健身指导方法，具体的实现步骤如下：
[00巧]步骤一：系统初始化；
[0026] 步骤二：用户基本信息录入；
[0027] 把用户的基本信息录入到系统手机端的存储模块中，包括两种主要的录入方式， 一是用户通过操作手机直接输入自身的基本信息，二是通过耳机端传感器采集装置及麦克 风和手机内置的传感器组收集相应的传感器数据后经过分析处理得到用户的信息；其中， 方式二所述的传感器数据包含用户的语音信息，用户的语音信息经过手机端的语音分析模 块分析后转换成相应的命令，手机端的控制模块通过执行命令完成对应用户基本信息的设 置；
[0028] 步骤=:健身课件录入；
[0029] 不同的健身项目对应不同的健身课件，部分健身课件对应的知识内置于系统的知 识库中，另外，用户能够通过操作手机输入新的健身课件或更新当前的知识库；健身课件经 手机端的控制模块发送到健身专家系统的知识获取机构中，经过学习后课件转变成知识被 存储到知识库中；
[0030] 步骤四：传感器数据采集；
[0031] 系统实时通过耳机端传感器数据采集装置的传感器组、耳机端的麦克风和手机端 手机内置传感器组采集与用户相关的传感器数据；
[0032] 步骤五：传感器数据的传输和存储；
[0033] 耳机端传感器数据采集装置的传感器组和耳机端的麦克风采集到的传感器数据 经过耳机线传输到手机端的控制模块，然后存储于手机端的存储模块中；手机端手机内置 传感器的传感器组采集到的传感器数据经手机端控制模块，然后存储于手机端的存储模块 中；数据的传输和存储过程与数据的采集过程同步进行；
[0034] 步骤六：健身专家系统的决策分析；
[0035] 健身专家系统获取手机端存储模块中的传感器数据和用户基本信息，通过综合的 分析和推理，若判断需要向用户提供反馈信息，则生成关于用户健身的文本反馈信息，包括 结果分析和指导建议；
[0036] 步骤屯：判断是否生成用户反馈，若无，转步骤四；
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